本发明专利技术提供了一种太阳能电池片制备中的扩散工艺。步骤包括：a、将硅片于氮气气氛下低温热处理；b、将步骤a所得处理后的硅片在860-1200℃于C2H2Cl2、氮气和氧气气氛下进行氧化处理；c、将步骤b所得处理后的硅片通磷源在氮气和氧气氛围下进行磷扩散处理；d、将步骤c所得处理后的硅片在800-900℃于氮气和氧气混合气氛下进行驱入处理；e、将步骤d所得处理后的硅片在氮气气氛中进行退火处理。能制备质量完美的PN结，太阳能电池片的光电转化效率更高，且提高太阳能电池片的可靠性和稳定性，也能较高质量的降低硅片表面的复合中心和提高少数载流子寿命。本发明专利技术进一步提高了扩散工艺的除杂效果，且工艺简单易实现。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种太阳能电池片制备中的扩散工艺。
技术介绍
伴随着传统能源的日渐枯竭、环境污染问题的日益加剧，新能源的开发和应用已经成为人类研究的热点。取之不尽用之不竭、绿色无污染的太阳能是新能源开发利用的重；ο硅片是太阳能电池的核心部件，硅片一般是通过原料硅经过多步提纯后制片后成硅片，硅片经过去油工艺一去除损伤层一制绒一扩散工艺一周边刻蚀一去除氧化层一制氮化硅膜一丝网印刷背、正电极一烧结一测试分选等制得太阳能电池片。太阳能电池对硅的纯度要求较高，一般是6N以上，均需要对硅原料进行复杂的提纯处理，但提纯的硅纯度仍然不高，仍然存在杂质，同时在太阳能电池片的制备过程中也不可避免的会引入金属杂质，而且由于太阳能电池片的制备工艺复杂，容易出现微缺陷，这些杂质和缺陷会在硅禁带中引入多重深能级，成为少数载流子的复合中心，严重影响太阳电池的光电转换效率。而晶体硅中的杂质和杂质、缺陷与杂质之间存在相互作用，而且金属或微缺陷在一定的温度下会发生迁移和再凝聚现象，利用这种现象，可以在硅片表面引入机械损伤、缺陷或沉淀某一种薄膜，也可在体内引入缺陷，使金属杂质从硅片的工作区富集到这些特殊的区域，即成为杂质的吸除。吸杂后有利于降低硅片表面复合中心，减少少数载流子的复合和提高电池的短路电流，从而提高太阳能电池转换效率。扩散工艺是太阳能电池片制备中的核心工艺，通过扩散工艺后再经过周边刻蚀、 去氧化层不仅可以除去硅片中的杂质和微缺陷，而且对于P型晶体硅片，用于制备PN结。现有扩散工艺一般包括第一步，用氮气通POCl3，将所需的磷源用载流气体输送至高温半导体表面，磷源扩散深度约为几百个纳米；第二步是驱入处理，沉积在表面的P原子继续向集体深处扩散，形成了一个N+/N，有利于后续电池的制备。但此种扩散方法制备的太阳能电池片漏电流较大，电池可靠性能差，光电转化效率较低。现有公开的有通过如下步骤进行磷扩散处理(1)将待处理的单晶硅片在 900-950°C氮气气氛下进行退火处理20-30分钟；(2)将上述处理后的硅片在850_1050°C 氯化氢气氛下进行氧化处理，使其表面生成厚度为10-30nm的氧化层；( 再在850-900°C 下通源磷扩散，使其表面方块电阻控制在40-50欧姆，结深0. 2-1. 0微米；(4)最后在 700-750°C氮气气氛下退火处理30-60分钟，完成单晶硅片的磷扩散处理。最后经过周边刻蚀和去氧化层，达到了较好的除杂效果，同时先制备二氧化硅氧化层，在进行磷扩散制结， 提高了太阳能电池的稳定性。但氯化氢的腐蚀性强，对设备的要求较高，增加了生产成本， 同时氯化氢也不安全，给环境等带来隐患，并不利于大规模生产；而且氯化氢气氛下硅片表面的氧化速率和氧化层质量并不理想，存在较多的热氧化缺陷，形成的SiO2层并不均勻、完美，降低了后续PN结的质量，制备的太阳能电池片仍然存在较多的漏电流，光电转化效率不理想；而且此种方法可能还会引入新的微缺陷，降低硅片表面的复合中心和提高少数载流子寿命也未达到理想要求。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术的扩散工艺不能制备完美的PN结，制备的太阳能电池片仍然存在较多的漏电流，光电转化效率不理想，同时除杂和除微缺陷的效果也不理想，太阳能电池片的使用寿命不高，提供一种具有较好的除杂和除微缺陷效果，同时能制备完美 PN结，提高制备的太阳能电池的使用寿命和光电转化效率的简单易工艺化的扩散工艺。步骤包括a、将硅片于氮气气氛下低温热处理；b、将步骤a所得处理后的硅片在860_1200°C于C2H2Cl2、氮气和氧气气氛下进行氧化处理；C、将步骤b所得处理后的硅片通磷源在氮气和氧气氛围下进行磷扩散处理；d、将步骤c所得处理后的硅片在800-900°C于氮气和氧气混合气氛下进行驱入处理；e、将步骤d所得处理后的硅片在氮气气氛中进行退火处理。本专利技术的专利技术人意外发现硅片在860-1200°C于C2H2Cl2、氮气和氧气气氛下进行氧化处理能更迅速的生成更完美的SW2层，氧化层的质量得到了提高，制备的PN结质量完美，太阳能电池片的光电转化效率更高，且产生的热氧化缺陷少，提高太阳能电池片的可靠性和稳定性。推测原因可能为C2H2Cl2 (DCE)在高温条件下能和02、Si发生反应生成水、Si02、 H2XO2及HCl等，而水能进一步加速SW2层的生成，反应式为H20+Si = Si02+2H2,且生成的 SiO2层更均勻，以致磷扩散后制备的PN结质量更高。同时进一步由于水蒸汽环境下，能促使DCE产生更多的Cl原子或离子，在热氧化过程中掺入氧化层，较好的消除硅片中和环境中的Na离子，消除Na离子沾污，更好的钝化了 SiO2中钠离子的活性，抑制或消除热氧化缺陷，改善了制备的太阳能电池片的击穿特性，提高太阳能电池片的可靠性和稳定性。而且本专利技术在经过去表面氧化层后体相中仍然存在质量较高的S^2层，也能较高质量的降低硅片表面的复合中心和提高少数载流子寿命。本专利技术的专利技术人还意外发现本专利技术的整个磷扩散工艺能很大程度的消除硅片内部的残余应力，降低硅片中的微裂纹的产生，减小太阳能电池片的漏电流情况。而且能降低硅片表面的复合中心密度，增加PN结耗尽层的宽度，提高电池的可靠性。同时低温退火处理，利用金属在不同温度时的分凝度不同，有利于金属杂质的析出，进一步提高了扩散工艺的除杂效果。本专利技术的工艺简单易实现，对设备的要求较低，对环境的污染少，成本低，有利于工艺化大规模生产，为制备性能优良的太阳能电池片奠定了基础。具体实施例方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供了了一种太阳能电池片制备中的扩散工艺，步骤包括a、将硅片于氮气气氛下低温热处理；b、将步骤a所得处理后的硅片在860_1200°C于C2H2Cl2、氮气和氧气气氛下进行氧化处理；C、将步骤b所得处理后的硅片通磷源在氮气和氧气氛围下进行磷扩散处理；d、将步骤c所得处理后的硅片在800-900°C于氮气和氧气混合气氛下进行驱入处理；e、将步骤d所得处理后的硅片在氮气气氛中进行退火处理。本方法具有较好的除杂和除微缺陷效果，同时能制备完美PN结，提高制备的太阳能电池的使用寿命和光电转化效率，且工艺简单易实现，对设备的要求较低，对环境的污染少，成本低，有利于工艺化大规模生产，为制备性能优良的太阳能电池片奠定了基础。本专利技术优选步骤b中氧气的流量为5L/min，C2H2Cl2的流量为0. 05-0. 25L/min。进一步优化反应条件。本专利技术优选步骤b氧化处理后形成的氧化层的厚度为5-60nm，进一步使PN结更均勻，更完美。本专利技术的氧化处理的时间为10-25min，即可以制备性能优良的氧化层，时间大大缩短，氧化速率提高。本专利技术优选步骤a的低温热处理的温度为650_750°C，时间为10-30min ；步骤c的磷扩散处理的温度为800-900°C，时间为10-50min ；步骤d的驱入处理的时间为10_50min ；步骤e的退火处理的温度为700-800°C，时间为30-60min。本专利技术优选步骤a中的氮气流量为4-lOL/min ；步骤b本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种太阳能电池片制备中的扩散工艺，其特征在于，步骤包括：ａ、将硅片于氮气气氛下低温热处理；ｂ、将步骤ａ所得处理后的硅片在８６０－１２００℃于Ｃ２Ｈ２Ｃｌ２、氮气和氧气气氛下进行氧化处理；ｃ、将步骤ｂ所得处理后的硅片通磷源在氮气和氧气氛围下进行磷扩散处理；ｄ、将步骤ｃ所得处理后的硅片在８００－９００℃于氮气和氧气混合气氛下进行驱入处理；ｅ、将步骤ｄ所得处理后的硅片在氮气气氛中进行退火处理。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：滕美玲，胡宇宁，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94
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